Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Карбиды и керметы на основе карбидов

Карбиды и керметы на основе карбидов
Материалами другой группы, характеризуемыми весьма высокой огнеупорностью, явились соединения металлов с углеродом – карбиды. Эти соединения типа МС (где М - металл, С - углерод) отличаются кристаллической структурой кубического типа, представляющей собой включения металлоида в кристаллическую решетку металла. Образуются дополнительные сильные связи, увеличивающие энергию кристаллической решетки и связанную с ней твердость и высокую температуру плавления.
Одно из этих соединений уже упоминалось в разделе карборунда.

Общей чертой карбидов является чрезвычайно высокая температура плавления (до 4000°С), высокая твердость и нестойкость в окислительной среде.

Технология производства карбидов сложна и разнообразна.
Карбидам различных материалов свойственны следующие температуры плавления, °С:

TiC - 3140 Cr2O3 - 1920
ZrC - 3530 Mo2C - 2690
HfC - 3900 WC - 2600
Vc - 2830 W2C - 2750
NbC - 3500 ThC - 2625
TaC - 3800 Ul - 2590

Точность определения этих величин ввиду трудности измерений таких высоких температур невелика и составляет ±50 – 100°С. Температура плавления смеси 4 частей карбида тантала ТаС и 1 части карбида циркония ZrC составляет 3932 - 4205°С, а смеси 4 частей ТаС и 1 части карбида гафния HfC дает температуру плавления 4215°С.

Всем карбидам свойственна повышенная теплопроводность (ккал/м•ч•°С):

TiC….14,5 NbC….12,4
ZrC….16,0 TaC…..18,5

Основным ограничением в применении карбидов является плохая стойкость в окислительной среде.

На основе карбидов получены твердые и весьма прочные материалы, по характеристике близкие к металлам.

Большой интерес в этом отношении представляют карбидные материалы, изготовленные на связке из металла, так называемые керметы. Их производство для специальных целей развилось в специальную область – металлокерамику. Высокие качества этих материалов обусловлены сочетанием высокоогнеупорного кристаллического остова из кристаллов карбида или другого высокоогнеупорного соединения с прочной и вязкой связкой из металла, образующего тугоплавкие окислы (Со, Мо, Сr и др.). При этом пластичный металл облегчает, технологию изготовления любых сложных изделий из керметов, а высокие их свойства обусловлены кристаллическим остовом.

Карбиды и керметы благодаря своей высокой прочности, особенно при высоких температурах, применяются для лопаток газотурбинных двигателей. Таблица 5 характеризует свойства этих материалов.

Проверка результатов исследований на соответствие

По результатам анализа способов сварки легированных сталей и проведенных исследований разработана технология сварки многослойных соединений из стали...

Влияние фронта газовой защиты на свойства соединений из стали 30ХГСА

Для определения влияния газового фронта защитной среды зоны сварки на эксплуатационные свойства сварных соединений провели экспериментальные...

Шамотные огнеупоры

Из известных огнеупоров шамотные являются самыми распространенными огнеупорами, применяемыми во всех областях промышленной теплотехники...